HackerBox 0034: SubGHz: 15 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Sel kuul uurivad HackerBoxi häkkerid tarkvara määratletud raadiot (SDR) ja raadiosidet sagedustel alla 1 GHz. See juhend sisaldab teavet HackerBox #0034 kasutamise alustamiseks, mida saab siit osta, kuni kaupa jätkub. Samuti, kui soovite saada sellist hackerboksi iga kuu otse oma postkasti, tellige see aadressil HackerBoxes.com ja liituge revolutsiooniga!

HackerBox 0034 teemad ja õpieesmärgid:

• SDR -raadiovastuvõtjate seadistamine ja kasutamine
• Mobiilse SDR -i toimingud
• CCSticki sub-GHz transiiveri kokkupanek
• CCSticki programmeerimine Arduino ProMicros abil
• FM -heli saatjate ja vastuvõtjate kokkupanek

HackerBoxes on igakuine tellimuste kasti teenus isetehtud elektroonika ja arvutitehnoloogia jaoks. Oleme harrastajad, tegijad ja eksperimenteerijad. Me oleme unistuste unistajad. HACK PLANET!

1. samm: häkkerkast 0034: kasti sisu

• USB tarkvara määratletud raadio (SDR) vastuvõtja
• MCX -antenn SDR -vastuvõtja jaoks
• Kaks CCSticki trükkplaati
• Kaks CC1101 transiiverit koos antennidega
• Kaks Arduino ProMicros 3.3V 8MHz
• FM -heli saatja komplekt
• FM -heli vastuvõtja komplekt
• MicroUSB kaabel
• Eksklusiivne raadiostsillaator "Hertz" Pin

Mõned muud asjad, mis aitavad:

• Jootekolb, joodis ja põhilised jootetööriistad
• Arvuti tarkvara tööriistade käitamiseks

Kõige tähtsam on see, et vajate seiklustunnet, isetegemise vaimu ja häkkerite uudishimu. Hardcore DIY elektroonika ei ole triviaalne tegevus ja HackerBoxes ei kasteta. Eesmärk on progress, mitte täiuslikkus. Kui te jätkate ja naudite seiklust, võib uue tehnoloogia õppimisest ja loodetavasti mõne projekti toimimisest saada suurt rahulolu. Soovitame teha iga sammu aeglaselt, pidades silmas üksikasju ja ärge kartke abi küsida.

HackerBoxesi KKK -s on praeguste ja tulevaste liikmete jaoks palju teavet.

Samm 2: Tere tulemast alamraadiosse

Muusikamuusika: Raadio KAOS

Sub-GHz tehnoloogia on ideaalne valik traadita rakenduste jaoks, mis nõuavad suurt kaugust ja madalat energiatarbimist. Kitsariba ülekanded võivad edastada andmeid kaugetesse sõlmpunktidesse, sageli mitme miili kaugusele, ilma hüpata sõlmest sõlme. See kaugele edastamise võimalus vähendab vajadust mitme kalli tugijaama või kordaja järele. Patenteeritud alam-GHz protokollid võimaldavad arendajatel optimeerida oma juhtmevaba lahendust vastavalt nende erivajadustele, selle asemel et järgida standardit, mis võib seada täiendavaid piiranguid võrgu rakendamisele. Kuigi paljud olemasolevad sub-GHz võrgud kasutavad patenteeritud protokolle, lisab tööstus aeglaselt standardipõhiseid koostalitlusvõimelisi süsteeme. Näiteks on IEEE 802.15.4g standard kogu maailmas populaarsust kogumas ja seda võtavad kasutusele erinevad tööstusliidud, nagu Wi-SUN ja ZigBee.

Mõned huvitavad uuritavad sagedused on järgmised: 88–108 MHz FM-ringhääling NOAA ilmaraadio Lennuliikluse juhtimine 315 MHz võtmeta sisenemispuldi (enamik Ameerika autosid) 2-minutilise singikõne (SSB: 144.200 MHz, FM: 146,52 MHz) 433 MHz ISM/IoT902-928 MHZ ISM/ IoT

Nendel sagedustel kasutatakse erinevat tüüpi raadioside jaoks erinevaid modulatsiooniskeeme. Võtke paar minutit aega, et end põhitõdedega kurssi viia.

3. samm: tarkvara määratletud raadio (SDR) vastuvõtja

Traditsioonilisi raadiokomponente (nagu modulaatorid, demodulaatorid ja tuunerid) rakendatakse riistvaraseadmete kogumi abil. Kaasaegsete andmetöötlus- ja analoog-digitaalmuundurite (ADC) tulek võimaldab enamiku neist traditsiooniliselt riistvarapõhistest komponentidest rakendada tarkvaras. Siit tuleneb termin tarkvara määratletud raadio (SDR). Arvutipõhine SDR võimaldab odavate lairiba raadiovastuvõtjate rakendamist.

RTL-SDR on USB-dongle, mida saab kasutada arvutipõhise raadiovastuvõtjana reaalajas raadiosignaalide vastuvõtmiseks. Internetis on saadaval lai valik teavet RTL-SDR-tehnoloogiaga katsetamiseks, sealhulgas kiirjuhend.

Samm 4: RTL-SDR USB-dongli riistvara

RTL2832U on suure jõudlusega DVB-T COFDM demodulaator, mis toetab USB 2.0 liidest. RTL2832U toetab 2K või 8K režiimi 6, 7 ja 8MHz ribalaiusega. Modulatsiooniparameetrid, nt koodikiirus ja valveintervall, tuvastatakse automaatselt. RTL2832U toetab tuunereid IF (vahesagedus, 36,125 MHz), madala IF (4,57 MHz) või null-IF väljundiga, kasutades 28,8 MHz kristalli ning sisaldab FM/DAB/DAB+ raadio tuge. Täiustatud ADC (analoog-digitaalmuundur) sisseehitatud RTL2832U-l on kaasaskantavas vastuvõtus kõrge stabiilsus. Digitaalne tuuner R820T2 toetab töötamist vahemikus 24–1766 MHz.

Pange tähele, et SDR -donglil on MCX -koaksiaalne RF -sisend, mis ühendatakse kaasasoleva MCX -piitsantenniga. Kuna paljud tavalised signaaliallikad ja antennid kasutavad SMA koaksiaalühendusi, võib olla kasulik MCX-SMA sidestus.

Samm: SDR -tarkvara - GNU raadio

GNU Radio on tasuta ja avatud lähtekoodiga tarkvaraarenduse tööriistakomplekt, mis pakub signaalitöötlusplokke tarkvararaadio rakendamiseks. Seda saab kasutada koos hõlpsasti kättesaadava välise raadiosagedusliku riistvaraga, et luua tarkvara määratletud raadioid. GNU raadiot kasutatakse laialdaselt harrastajate, akadeemiliste ja kaubanduskeskkondade jaoks, et toetada nii traadita side uuringuid kui ka reaalseid raadiosüsteeme.

GNU raadios on palju maitseid ja rakendusi. GQRX on kena variant OSX ja Linuxi kasutajatele.

6. toiming: mobiilne SDR

SDR Touch võib muuta teie mobiiltelefoni või tahvelarvuti taskukohaseks ja kaasaskantavaks tarkvaraliseks raadioskanneriks. Kuulake otse -eetris FM -raadiojaamu, ilmateateid, politseid, tuletõrje- ja hädaabijaamu, taksoliiklust, lennukisideid, analoog -telesaadete heli, HAM -raadioamatööre, digitaalseid saateid ja palju muud.

SDR-i USB-dongli ühendamiseks mobiilseadmega on vaja liikvel olevat (OTG) USB-kaablit või adapterit. Dongli toiteks võib vaja minna OTG -kaablit koos täiendava (lisa) toitepordiga. Täiendav toiteport võib olla hea mõte sellest hoolimata, kuna selline rakendus nagu SDR Touch kaldub mobiilseadmete akusid kiiresti tühjendama.

Samm: mikrofoni saatja komplekt

See jootekomplekt on lihtne kolme transistori sagedust moduleeriv (FM) helisaatja. See töötab FM-raadio jaoks eraldatud sagedusvahemikus 80 MHz-108 MHz. Saatja tööpinge on 1,5–9 V ja see edastab üle 100 meetri, sõltuvalt tarnitavast võimsusest, antenni konfiguratsioonist, häälestamisest ja ümbritseva keskkonna elektromagnetilistest teguritest.

Komplekti sisu:

• PCB
• ÜKS 500KOhm trimmeripott
• KAKS NPN 9018 transistorit
• ONE NPN 9014 transistor
• ÜKS 4,5 -pöördeline induktor (4T5)
• KAKS 5,5 -pöördelist induktorit (5T5)
• ÜKS Elektreedi mikrofon
• ÜKS 1M takisti (pruunMustroheline)
• KAKS 22K takisti (RedRedOrange)
• NELI 33 oomi takistid (OrangeOrangeBlack)
• KOLM 2.2K (2K2) takistit (punanepunane)
• ONE 33uF elektrolüütiline kork
• NELI 30pF keraamilist kondensaatorit “30”
• NELI 100nF keraamilist kondensaatorit “104”
• ÜKS 10nF keraamiline kondensaator “103”
• KAKS 680pF keraamilist kondensaatorit "681"
• KAKS 10pF keraamilist kondensaatorit “10”
• Antenni traat
• 9V akuklamber
• Päise tihvtid (murda 2 ja 3 tihvtini)

Pange tähele, et kolm transistorit, mikrofon ja üks elektrolüütkondensaator peavad olema paigutatud nii, nagu on näidatud PCB siiditrükil. Induktiivpoolid ja keraamilised kondensaatorid pole polariseeritud. Kuigi väärtusi ja tüüpe ei saa üksteisega asendada, saab igaüks neist sisestada mõlemas suunas.

Kui te pole jootmisega uus: jootmise kohta on Internetis palju suurepäraseid juhendeid ja videoid. Siin on üks näide. Kui tunnete, et vajate täiendavat abi, proovige leida oma piirkonnas kohalik tegijate rühm või häkkeriruum. Samuti on amatöörraadioklubid alati suurepärased elektroonikakogemuse allikad.

8. samm: mikrofoni saatja komplekti kujundamine

Sisendi helisignaali saab koguda rongisisese elektreetmikrofoni abil või edastada muust elektrilisest allikast sisendi päise tihvtidesse. Mikrofoni juhtmeid saab pikendada, kasutades juhtmeid või kärbitud juhtmeid teistest komponentidest, et võimaldada ühendamist trükkplaadiga. Mikrofoni välise korpusega ühendatud mikrofoni juhe on negatiivne juhe, nagu on näidatud pildil.

Transistori Q1 korral saavutatakse sagedusmodulatsioon, kui helisignaal muudab kandjaostsillaatori sagedust. Trimmeri potentsiomeetrit saab kasutada helisignaali sisendi summutamise reguleerimiseks. Helisignaal on C2 kaudu ühendatud transistori Q1 alusega.

Transistor Q2 (koos R7, R8, C4, C5, L1, C8 ja C7) pakub kõrgsageduslikku ostsillaatorit. C8 on tagasiside kondensaator. C7 on alalisvoolu blokeeriv kondensaator. C5 ja L1 pakuvad ostsillaatori resonantspaaki. C5 ja/või L1 väärtuste muutmine muudab edastussagedust. Pärast esmast kokkupanekut on vaikimisi edastussagedus umbes 83 MHz. Mähise L1 keerdude õrn hajutamine pisikeseks muudab induktiivpooli L1 väärtust ja nihutab vastavalt ülekandesagedust. Kui hoiate sagedust umbes 88–108 MHz, saate signaali vastu võtta mis tahes FM-raadio abil, kaasa arvatud SDR-vastuvõtja.

Transistor Q3 (koos R9, R10, L2, C10 ja C1) moodustab kõrgsagedusliku võimsusvõimendi ahela. Moduleeritud signaal ühendatakse võimendusahelaga kondensaatori C6 kaudu. C10 ja L2 moodustavad võimenduse häälestuspaagi. Maksimaalne väljundvõimsus saavutatakse siis, kui C10 ja L2 võimendustsükkel on häälestatud samale sagedusele kui C5 ja L1 kandjaostsillaatori silmus.

Lõpuks pakuvad C12 ja L3 antenni pööramist, kus võimendatud signaal juhitakse raadiosageduslike elektromagnetlainetega edastamiseks traatantenni.

9. samm: sagedusmodulatsiooni (FM) vastuvõtja komplekt

See FM -vastuvõtja komplekt põhineb kiibil HEX3653, mis on hästi integreeritud FM -demodulaator.

Komplekti kuulub:

• PCB
• U1 HEX3653 kiip SMD 16pin
• Q1 SS8050 NPN transistor
• L1 Induktor 100uH
• Y1 32,768 kHz kristall
• R1, R2, R3, R4 takistid 10KOhm
• C1, C2 elektrolüütkondensaatorid 100uF
• C3, C5 keraamilised kondensaatorid (104) 0,1uF
• C4 keraamiline kondensaator (33) 33pF
• D1, D2 1N4148 Dioodid
• Kollane LED
• Helitelefonipistik 3,5 mm
• Nelja kontaktiga päis koos hüppajaga
• Viis hetkelist nuppu
• Kahekordne AA patareihoidja

HEX3653 vastuvõtja kiip töötab sagedusalas 76MHz-108MHz, mis on eraldatud FM-raadiole.

Komplektis on viis nuppu:

• Sageduse häälestamine (SEEK +, SEEK-)
• Helitugevuse reguleerimine (VOL +, VOL-)
• Võimsus (PW)

Vooluahela tööpinge on 1,8-3,6V, mida saab hõlpsasti varustada kahe 1,5V elemendiga.

10. samm: FM -vastuvõtja komplekti HEX3653 kavandamine

Antenni sisendiks on kaks võimalust.

PCB "A" padja külge saab kinnitada juhtme või antennina toimida kõrvaklappide juhtmestiku varjestus.

Nelja kontaktiga päis toimib antennilülitina (märgistusega ASW). Lühiseühenduse paigutamine ASW -le valib kahe antenni sisendi vahel. Lühikesed tihvtid 1 ja 2 suunavad välise antenni "A" signaali HEX3653 kiibi neljale kontaktile. Teise võimalusena suunavad lühisepoldid 2 ja 3 kõrvaklappide pesa kaitsetihvti HEX3653 kiibi nelja külge.

HEX3653 kiibi neljas tihvt on raadiosageduslik (RF) sisend vastuvõtja kiibile. Valitud raadiosignaal läbib kõigepealt filtrid L1 ja C4. Seejärel kasutatakse ülemäärase sisendpinge piiramiseks kahte lõikedioodi.

Viie kontaktiga päis (märgistusega B) võimaldab vastuvõtja mooduli integreerida teise süsteemi. Toiteallika sisendiks on kaks tihvti (+V, maandus) ja kolm heliväljundit (parem, vasak, maandus).

11. samm: HEX3653 FM -vastuvõtja komplekti kokkupanek

Kolm keraamilist kondensaatorit ja kristall ei ole polariseeritud ja neid saab sisestada mis tahes suunas. Neid ei saa vahetada, kuid neid võib igaüks oma asendis pöörata. Kõik muud komponendid tuleb paigaldada vastavalt PCB siiditrükil näidatud orientatsioonile. Nagu tavaliselt, on parem alustada SMD kiibist ja seejärel liikuda väikseimate/lühimate komponentide juurde, mis töötavad trükkplaadi keskelt servade poole. Kinnitage päised, helipistik ja akuhoidja viimasena.

12. samm: CCStick

CCStick on Texas Instruments CC1101 sub-GHz raadiosaatja-vastuvõtja moodul, mis on ühendatud Arduino ProMicro-ga. HackerBox #0034 sisaldab kahte CCSticki komplekti sideühenduse kahe lõpp -punktina või mõnes muus kommunikatsioonikonfiguratsioonis kasutamiseks.

Texas Instruments CC1101 (andmeleht) on odav alam-GHz transiiver, mis on loodud väga väikese energiatarbega traadita rakenduste jaoks. Vooluahel on mõeldud peamiselt tööstus-, teadus- ja meditsiinitööstuse (ISM) ning lühiraadiosagedusalade (SRD) sagedusribadele sagedustel 315, 433, 868 ja 915 MHz, kuid neid saab hõlpsasti programmeerida töötamiseks ka teistel sagedustel 348 MHz, 387-464 MHz ja 779-928 MHz ribad. RF -transiiver on integreeritud väga konfigureeritava põhiriba modemiga. Modem toetab erinevaid modulatsioonivorminguid ja selle konfigureeritav andmeedastuskiirus on kuni 600 kbps.

Samm 13: Arduino ProMicro 3.3V 8MHz

Arduino ProMicro põhineb mikrokontrolleril ATmega32U4, millel on sisseehitatud USB -liides. See tähendab, et teie arvuti ja Arduino mikrokontrolleri vahel puudub FTDI, PL2303, CH340 või mõni muu kiip, mis toimiks vahendajana.

Soovitame kõigepealt proovida Pro Micro ilma tihvte paika jootmata. Põhikonfiguratsiooni ja testimist saate teha ilma päise nööpnõelu kasutamata. Samuti annab mooduli jootmise edasilükkamine silumiseks ühe muutuja vähem, kui peaks tekkima tüsistusi.

Kui teie arvutisse pole Arduino IDE installitud, laadige alla IDE vorm arduino.cc. HOIATUS: Enne Pro Micro programmeerimist valige kindlasti tööriistade> protsessori alt 3.3V versioon. Selle 5 V komplekti seadmine töötab üks kord ja siis tundub, et seade ei ühenda arvutiga kunagi enne, kui järgite allpool käsitletud juhendis toodud juhiseid "Lähtesta alglaadurile", mis võib olla pisut keeruline.

Sparkfunil on suurepärane Pro Micro ühendamise juhend. Ühendusjuhendis on üksikasjalik ülevaade Pro Micro plaadist ja seejärel jaotis "Installimine: Windows" ja jaotis "Installimine: Mac ja Linux". Järgige nende paigaldusjuhiste vastavas versioonis toodud juhiseid, et oma Arduino IDE seadistada Pro Micro toetamiseks. Tavaliselt alustame tööd Arduino plaadiga, laadides ja/või muutes tavalist Blinki visandit. Pro Micro ei sisalda aga tavalist valgusdioodi tihvtil 13. Õnneks saame RX/TX LED -e juhtida ja Sparkfun on esitanud ilusa väikese visandi, kuidas seda teha. See on Hookup Guide'i jaotises pealkirjaga "Näide 1: Blinkies!" Veenduge, et saate selle Blinkies kompileerida ja alla laadida! näide enne jätkamist.

14. samm: CCSticki disain ja kasutamine

CC1101 moodul ja Arduino ProMicro sisestatakse CCSticki trükkplaadi siiditrükiküljele. Teisisõnu, kaks väiksemat moodulit on punase trükkplaadi küljel, millel on valge värv ja tihvtid jäävad välja küljelt, millel pole valget värvi. Valget värvi nimetatakse PCB siiditrükiks.

Punase trükkplaadi jäljed ühendavad CC1101 mooduli ja Arduino ProMicro järgmiselt:

CC1101 Arduino ProMicro ------ ---------------- GND GND VCC VCC (3,3 V) MOSI MOSI (16) MISO MISO (14) SCK SCLK (15) GD02 A0 (18) GD00 A1 (19) CSN A10 (10)

CC1101 kiire algus on Elechouse'i teegi kasutamine. Laadige kogu alla, klõpsates sellel lehel lingil „hangi kood”.

Looge oma Arduino raamatukogude kausta CC1101 jaoks kaust. Asetage kaks ELECHOUSE_CC1101 faili (.cpp ja.h) sellesse kausta. Looge kaustasse ka näidiste kaust ja asetage sinna kolm demo/näitekausta.

Värskendage tihvtide määratlusi failis ELECHOUSE_CC1101.h järgmiselt:

#define SCK_PIN 15 #define MISO_PIN 14 #define MOSI_PIN 16 #define SS_PIN 10 #define GDO0 19 #define GDO2 18

Seejärel asetage näidisfail CC1101_RX ühele CCStickile ja näidisfail CC1101_TX teisele CCStickile.

CC1101 transiiveri jaoks on mitmeid muid huvitavaid ressursse ja projekte, sealhulgas järgmine näide:

TomXue Arduino CC1101 Arduino raamatukogu SmartRF StudioElectrodragon CC1101 ProjectCUL ProjectCCManager ProjectDIY nanoCUL Teine CC1101 mikrokontrolleri seadistamine

MÄRKUS KATKETUSTE KASUTAMISE KOHTA:

Elechouse'i näidisvisandi CC1101_RXinterruprt proovi saamiseks ühendage kaks Arduino ProMicro tihvti CCSticki trükkplaadi alumisel küljel. Need on tihvtid 7 ja 19 (A1), mis ühendavad transiiveri GDO0 signaali mikrokontrolleri tihvtiga 7, mis on üks välistest katkestusnööpidest. Seejärel värskendage ühte ülalkirjeldatud tihvtide määratlemise ridu väärtuseks "#define GDO0 7 // ja 19", kuna GDO0 on nüüd nihutatud 19. tihvtilt 7. Seejärel leidke failist CC1101_RXinterruprt liinikõne funktsioon attachInterrupt () ja muutke esimene parameeter (katkestusnumber) väärtusest "0" väärtuseks "4". Seda tehakse seetõttu, et ProMicro tihvt 7 on seotud katkestusega nr 4.

15. samm: häkkige planeet

Kui teile on see juhendamine meeldinud ja soovite, et teie postkasti jõuaks iga kuu lahe häkkitava elektroonika- ja arvutitehnoloogiaprojekt, siis liituge revolutsiooniga, surfates saidile HackerBoxes.com ja tellides meie igakuise üllatuskarbi.

Võtke ühendust ja jagage oma edu allolevates kommentaarides või HackerBoxesi Facebooki lehel. Kindlasti andke meile teada, kui teil on küsimusi või vajate abi. Täname, et olete osa HackerBoxesist!